(57)【要約】【課題】硬度が高く貯蔵時の粉化が抑制され、しかもシアナミド含量の高い石灰窒素質粒状肥料を提供する。【解決手段】糖類で造粒されてなり、粉化残存率が３０質量％以上である石灰窒素質粒状肥料。粉化残存率が５０質量％以上であること、糖類がショ糖、乳糖及びブドウ糖から選ばれた少なくとも１種であること、糖類の含有率が２〜２０質量％、平均硬度が５〜１５ｋｇ／個、粉化残存率が８０質量％以上であることが好ましい。石灰窒素質肥料の原料粉末と糖類との混合粉末を造粒した後、糖類の融点以上で加熱することを特徴とする石灰窒素質粒状肥料の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
糖類で造粒されてなり、粉化残存率が３０質量％以上である石灰窒素質粒状肥料。
【請求項２】
粉化残存率が５０質量％以上であることを特徴とする請求項１に記載の石灰窒素質粒状肥料。
【請求項３】
糖類がショ糖、乳糖及びブドウ糖から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１又は２に記載の石灰窒素質粒状肥料。
【請求項４】
糖類の含有率が２〜２０質量％、平均硬度が５〜１５ｋｇ／個、粉化残存率が８０質量％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の石灰窒素質粒状肥料。
【請求項５】
石灰窒素質肥料の原料粉末と糖類との混合粉末を造粒した後、糖類の融点以上で加熱することを特徴とする石灰窒素質粒状肥料の製造方法。
【請求項６】
石灰窒素質肥料の原料粉末の一部又は全部が、平均粒子径が２００〜６００μｍの石灰窒素質肥料の原料粉末に置換されていることを特徴とする請求項５に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石灰窒素質粒状肥料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石灰窒素は、カルシウムシアナミドを主成分とする窒素肥料である。このシアナミド態窒素は農薬効果や緩効性窒素効果を持つていることから、石灰窒素はこれらの効果を期待して使用されている。たとえば、シアナミドを十分に含んだ肥料を施肥すると除草効果を示し、またアンモニア態窒素で残存している期間が長く、雨水で流亡する硝酸態窒素に変化する量も少ないため、長期間にわたって作物に窒素を供給することができる。
【０００３】
粉状の石灰窒素は散布時に飛散を起こしやすいことや、他の肥料成分であるリン酸や加里肥料と同時に散布できる利便性を求めて、単独で又は他の粉状の肥料と合わせて造粒化することが行われている。造粒方法としては、水を用いる湿式造粒法（特許文献１）、尿素等をバインダーとして用いる乾式造粒法等（特許文献２）がある。
【０００４】
湿式法では、石灰窒素中に最大３０質量％程度含まれている遊離石灰（CaO）が消石灰化して体積膨張を起こし造粒物が粉化するので、それを防止するため、造粒前に石灰窒素に少量の水を混合熟成し、石灰窒素中のＣａＯの一部または全部を予め消石灰化しておく必要がある。しかしながら、この消石灰化処理によってシアナミド成分がアンモニアとして揮発したり、二量化してジシアンジアミドに変性したりするため、折角のシアナミド態窒素が２０〜３０％低下したものとなってしまい、カルシウムシアナミドの有効性が損なわれる。また、造粒物の硬度は小さく輸送中や肥料袋段積み保管により造粒物が壊れやすいという問題もある。
【０００５】
乾式法では、消石灰化にもとづくシアナミド態窒素の減少は認められないが、尿素由来の尿素態窒素を含む。そのため、作物への施肥は肥料成分量を基準として行われるため、窒素成分を同一量で施肥した場合、シアナミド態窒素の施用量が少なくなる。
【０００６】
さらに、湿式法、乾式法のいずれにあっても、造粒前の石灰窒素原料粉末の平均粒子径が２００〜６００μｍの粗粒粉であっては、平均硬度が３ｋｇ／個程度の低硬度の粒子しか得えられなかった。
【特許文献１】特開昭５２−１５０２８０号公報
【特許文献２】特許第３４８３７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、硬度が高く貯蔵時の粉化が抑制され、しかもシアナミド含量の高い石灰窒素質粒状肥料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、糖類で造粒されてなり、粉化残存率が３０質量％以上である石灰窒素質粒状肥料である。本発明においては、粉化残存率が５０質量％以上であること、糖類がショ糖、乳糖及びブドウ糖から選ばれた少なくとも１種であること、糖類の含有率が２〜２０質量％、平均硬度が５〜１５ｋｇ／個、粉化残存率が８０質量％以上であること、から選ばれた少なくとも１つの実施態様を備えていることが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、石灰窒素質肥料の原料粉末と糖類との混合粉末を造粒した後、糖類の融点以上で加熱することを特徴とする石灰窒素質粒状肥料の製造方法である。この発明においては、石灰窒素質肥料の原料粉末の一部又は全部が、平均粒子径が２００〜６００μｍの石灰窒素質肥料の原料粉末の粗粒粉に置換されていることも可能である。
【００１０】
本発明において、「石灰窒素質肥料」とは、石灰窒素単独、又は少なくとも石灰窒素を１５質量％以上を含む無機肥料からなる組成物のことを意味し、石灰窒素以外に共存させることができる無機肥料としては、例えばリン成分、カリウム成分、苦土成分等である。リン成分を例示すれば、過リン酸石灰、熔成リン肥、焼成リン肥、苦土重焼リン等であり、カリウム成分を例示すれば、硫酸加里、塩化加里、珪酸加里等であり、苦土成分を例示すれば、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等である。さらには、植物の生育に必要な微量成分として、例えば酸化ホウ素、酸化マンガン酸化鉄、酸化亜鉛、酸化銅等の微量成分を含ませることもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、硬度が高く貯蔵時の粉化が抑制され、しかもシアナミド含量の高い石灰窒素質粒状肥料が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明で用いられる糖類は、２５０℃以下の融点を有するものが好ましく、中でもショ糖（例えば融点１８０℃）、乳糖（例えば融点２０２〜２５２℃）及びブドウ糖（例えば融点８６〜１４７℃）から選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。これらの糖類を含むものとして、例えばグラニュー糖、三温糖、上白砂糖等がある。また、これらの糖類以外で本発明で使用できる糖類としては、例えば果糖（例えば融点１０２〜１０４℃）、麦芽糖（例えば融点１０２〜１０３℃）などがある。
【００１３】
ショ糖、乳糖及びブドウ糖から選ばれた少なくとも１種の糖類が好ましい理由は、粒状肥料の硬度が大きくなること、常温では単独で硬い固体粒子状であり取扱いやすいこと、通常の造粒バインダーである例えばポリビニルアルコール、メチルアクリレート−メタクリル酸共重合物等の高分子系バインダーに比べて格段に安全性が高いこと、水溶性かつ土壌中の微生物により分解され易いので施肥後に長期に亘って土壌中に残留しないこと、である。
【００１４】
糖類の含有率は２〜２０質量％が好ましく、特に７〜１２質量％が好ましい。２質量％未満では高硬度の造粒粒子が得えられなくなる。糖類の含有率の上限には特に制限はないが、多くなるとその分肥料成分が少なくなり散布量の増加を招くので２０質量％であることが好ましい。平均粒子径は１〜５ｍｍが好ましく、また平均硬度（木屋硬度計）は５〜１５ｋｇ／個であることが好ましい。
【００１５】
本発明の石灰窒素質粒状肥料は、例えば本発明の石灰窒素質粒状肥料の製造方法によって製造することができる。本発明の製造方法において、石灰窒素質肥料の原料粉末と糖類との混合粉末は、例えば打錠等の圧縮成形機、ロールプレス成型機等の圧縮成形機を用いて圧縮成形され、それを糖類の融点以上で加熱される。加熱処理前の造粒物の粒子径は１〜５ｍｍに整粒されていることが好ましい。また、加熱温度は糖類の融点よりも２０℃以上高い温度、特に３０〜６０℃高い温度であることが好ましい。加熱時間は例えば１０〜１２０分である。加熱処理の雰囲気としては大気中で十分である。
【００１６】
本発明の製造方法によれば、石灰窒素質肥料の平均粒子径が２００〜６００μｍの粗粒粉であっても、平均硬度が５〜１５ｋｇ／個の粒状物を容易に製造することができるので、石灰窒素質肥料の造粒操作で副産された粗粒粉等の有効活用を図ることができる。平均粒子径が２００〜６００μｍである粗粒粉による石灰窒素質肥料の原料粉末の置換率は７０質量％以下が好ましく、特に１０〜６０質量％であることが好ましい。
【実施例】
【００１７】
実施例１〜９
原料粉末と糖類とを表１に示す割合で混合した。使用した石灰窒素肥料は、全窒素２４．５％、内シアナミド窒素２３．３％である。レーザー回析式粒度分布計で測定された平均粒子径は１２０μｍである。実施例２では錠剤成型機を用い、直径１０ｍｍの粒状物に成型した。実施例２以外ではロールプレス機を用い、圧縮成形により数〜数十ｃｍ長さの板状の圧縮成型物を製造した。これらの成型物を粉砕し、目開き１ｍｍと５ｍｍのスクリーンを持つ整粒機を通し、１〜５ｍｍの粒子径に整粒した。これを定温恒温庫に入れ、大気雰囲気中、糖類の融点よりも３０℃高い温度で３０分間加熱処理した後、目開き２ｍｍの振動ふるいを用いて各粒子間の融着を解き粒状肥料を製造した。
【００１８】
実施例１０
平均粒子径が３４０μｍである石灰窒素質肥料の粗粒粉によって５０質量％置換された石灰窒素質肥料を用いたことこと以外は、実施例４と同様に粒状肥料を製造した。
【００１９】
比較例１
造粒後に加熱処理を行わなかったこと以外は、実施例１と同様に粒状肥料を製造した。
【００２０】
比較例２
ブドウ糖の割合を１質量％にしたこと以外は、実施例４と同様に粒状肥料を製造した。
【００２１】
比較例３
表１に示される石灰窒素肥料１００質量部に１０質量部の水を加え、モルタルミキサーで１時間混合した。この消石灰化された石灰窒素肥料と溶成燐肥と硫酸カリウムとをヘンシェルミキサーを用いて混合し原料粉末を調製した。これを３０ｒｐｍで回転するパン型造粒機内へ導入し、水を適宜噴霧しながら転動造粒した。得られた造粒物を通風定温乾燥機で１１０℃で乾燥し粒状肥料を製造した。
【００２２】
比較例４
モルタルミキサーを用いて混合原料を調製した。これを尿素の融点に加熱されたディスクダイの装着された押出成型機を用いて造粒した後、常温通風冷却を行い粒状肥料を製造した。使用した尿素の全窒素は４６．０％であった。
【００２３】
なお、ロールプレスの条件は、ロール径１６ｃｍ、幅６ｃｍ、ロールクリアランス０．５ｍｍ、ロール回転数１５ｒｐｍ、ロール幅１ｃｍ当たりの圧縮圧は２５０ＭＰａである。錠剤成型条件は、圧縮圧２００ＭＰａ、圧縮時間１分間である。パン型造粒条件は、パン直径８０ｃｍ、パン回転数３０ｒｐｍである。また、押出成型条件は、２ローラー型、ディスクダイ２００ｍｍ径、口径２．５ｍｍである。
【００２４】
得られた粒状肥料の平均硬度、粉化残存率、シアナミド態窒素損失率および３０日後のアンモニア態窒素濃度、除草効果を以下に従って測定した。それらの結果を表１に示した。
【００２５】
（１）粒状肥料の平均硬度：木屋式硬度計を用い、粒状肥料の２〜３ｍｍ径の粒子１個毎に圧縮破壊し、その時の最大加重値を測定し、粒子２０個の平均値で示した。
（２）粒状肥料の粉化残存率：１５０×２００×０．１mmのエチレン酢酸ビニル共重合体製袋（透湿度３３．３ｇ／ｍ２・ｄａｙ、ＪＩＳ  Ｋ７１２９  カップ法）に１〜５ｍｍの粒状肥料２５０ｇを入れて熱融着で密閉し、３５℃×８０％ＲＨの恒温恒湿室に４日間静置した後、目開き１ｍｍのふるいを用いたロータップ振盪機に１０分間振盪させて、１ｍｍ以上の粒子の残存率を求めた。
【００２６】
（３）全窒素含量：粒状肥料を乳鉢で粉砕し０．５ｍｍのふるいを全通させたものを分析試料とし、ケルダール分解／水蒸気蒸留法により測定した。  
（４）シアナミド態窒素含量：硝酸銀／チオシアン酸カリウム滴定法にてシアナミド態窒素量を測定した。
（５）シアナミド態窒素残存率：（４）と同じく硝酸銀／チオシアン酸カリウム滴定法にてシアナミド態窒素量を測定し、使用した石灰窒素に元来含まれているシアナミド量に対する比率を算出した。
【００２７】
（６）３０日後のアンモニア態窒素濃度：緩効性効果を評価するため、土壌へ施用して３０日経過後に残存するアンモニア態窒素量を測定した。７０ｍｌのプラスチック製ビンに表層腐植質黒ボク土壌風乾土３０ｇと水を添加した。水の添加量は土壌の最大容水量の６０質量％とした。窒素量が２０ｍｇ相当の粒状肥料を土壌のほぼ中央に埋め、ビン上部をアルミニウム箔で覆った。このプラスチック製ビンを２０℃で飽和湿度に調整された恒温恒湿器に３０日間保管した後、土壌中のアンモニア態窒素量を定量した。
【００２８】
（７）除草効果：畑から採取した土壌を風乾し、幅２０ｃｍ×長さ５０ｃｍ×深さ２０ｃｍのプランターに入れた。プランター２個に、実施例２の粒状肥料をプランター当たり１２７．７ｇ（全窒素成分量として１２ｇに相当）の割合で土壌表面に散布した後、噴霧器により水の灌水された温室に静置した。静置期間中、土壌表面が乾燥したときには、適宜、噴霧器で灌水を行い、３０日経過後に雑草発生本数を計測した。プランターは２個用いて実施し、その雑草発生本数の合計を表に記載した。実施例３〜６、比較例３、４の粒状肥料および市販の尿素肥料（参考例）については、それぞれ別のプランターに全窒素施用量を１２ｇに揃えて散布し、同様にプランター２個分の雑草発生本数を計測した。尿素肥料（参考例）を用いたときの雑草発生本数は１３１本であった。
【００２９】
（８）総合評価：平均硬度、粉化残存率、３０日後のアンモニア態窒素濃度の３項目の内、平均硬度が５ｋｇ／個未満、粉化残存率８０質量％未満、３０日後のアンモニア態窒素濃度１０ｍｇ／１００ｇ乾燥土未満の条件で、いずれも満足するを◎、１つのみ未達のものを○、２つ以上の未達であるか、又は一つ未達であってもそれが３０日後のアンモニア態窒素濃度の場合は×とした。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１から以下のことがわかる。本発明の粒状肥料は、比較例１〜３よりも平均硬度が大きいことに加え、比較例１、２よりも粉化残存率が高く、比較例３、４よりも３０日後のアンモニア態窒素濃度が高かった。また、比較例４のように尿素を使用していないので、全窒素中に占めるシアナミド窒素の割合が大きいものであった。このため、同一量の窒素施肥を行った場合、シアナミドの優れた性質である肥料の緩効効果や除草効果に優れる。さらに、実施例１０のように、石灰窒素質肥料の原料粉末が平均粒子径が３４０μｍ程度の粗粒粉であっても、平均硬度と粉化残存率とシアナミド態窒素の残存率とがいずれも優れた粒状肥料が製造された。